ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം#

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്നത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ പഠനമാണ്, അവയുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന, താപ ഗുണങ്ങൾ, യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇത് സാന്ദ്രീകൃത പദാർത്ഥ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഒരു ശാഖയാണ്, ഇത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ വിശാലമായ ഗുണങ്ങളും അവയുടെ ഘടക ആറ്റങ്ങൾക്കും തന്മാത്രകൾക്കും ഇടയിലുള്ള സൂക്ഷ്മ ഇടപെടലുകളും കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു.

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന#

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന അതിന്റെ ആറ്റങ്ങളുടെ ക്രമീകരണത്താലും അവയുടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ തമ്മിലുള്ള ഇടപെടലുകളാലും നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ വാതകത്തിലോ ദ്രാവകത്തിലോ ഉള്ളതുപോലെ ചുറ്റും സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങാൻ സാധിക്കില്ല, പകരം നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജ നിലകളിലോ ബാൻഡുകളിലോ (energy bands) പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ബാൻഡ് ഘടന എന്നത് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഊർജ്ജത്തെ അവയുടെ ആക്കത്തിന്റെ (momentum) ഒരു ഫംഗ്ഷനായി കാണിക്കുന്ന ഒരു പ്ലോട്ടാണ്.

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ബാൻഡ് ഘടന അതിന്റെ വൈദ്യുത ചാലകത, താപ ചാലകത, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ പല ഗുണങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ലോഹം വൈദ്യുതിയുടെ നല്ലൊരു ചാലകമാണ്, കാരണം അതിന് ഭാഗികമായി നിറഞ്ഞ ഒരു കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡ് ഉണ്ട്, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ഖരപദാർത്ഥത്തിലൂടെ സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങാൻ അനുവദിക്കുന്നു. മറുവശത്ത്, ഒരു ഇൻസുലേറ്ററിന് പൂർണ്ണമായും നിറഞ്ഞ ഒരു വാലൻസ് ബാൻഡും ഒരു ശൂന്യമായ കണ്ടക്ഷൻ ബാൻഡും ഉണ്ട്, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങുന്നത് തടയുന്നു.

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ താപ ഗുണങ്ങൾ#

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ താപ ഗുണങ്ങൾ അതിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ അവയുടെ സന്തുലിത സ്ഥാനങ്ങളെ ചുറ്റി കമ്പനം ചെയ്യുന്ന രീതിയാലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ വിശിഷ്ട താപധാരിത (specific heat) എന്നത് അതിന്റെ താപനില ഒരു ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ഉയർത്താൻ ആവശ്യമായ താപത്തിന്റെ അളവിന്റെ അളവാണ്. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ താപ ചാലകത (thermal conductivity) എന്നത് താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവിന്റെ അളവാണ്.

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ താപ ഗുണങ്ങൾ താപ ഇൻസുലേറ്ററായോ താപ ചാലകമായോ അതിന്റെ ഉപയോഗം പോലുള്ള പല പ്രയോഗങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന വിശിഷ്ട താപധാരിതയുള്ള ഒരു വസ്തു താപം സംഭരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അതേസമയം ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുള്ള ഒരു വസ്തു താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കാം.

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ#

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ അതിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രീതിയാലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ശക്തി (strength) എന്നത് വിരൂപണത്തിനെതിരായ അതിന്റെ പ്രതിരോധത്തിന്റെ അളവാണ്. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ കാഠിന്യം (hardness) എന്നത് മുറിക്കപ്പെടുന്നതിനെതിരായ അതിന്റെ പ്രതിരോധത്തിന്റെ അളവാണ്.

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ ഒരു ഘടനാപരമായ വസ്തുവായോ ഒരു കട്ടിംഗ് ഉപകരണമായോ അതിന്റെ ഉപയോഗം പോലുള്ള പല പ്രയോഗങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള ഒരു വസ്തു പാലങ്ങളും കെട്ടിടങ്ങളും നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അതേസമയം ഉയർന്ന കാഠിന്യമുള്ള ഒരു വസ്തു കട്ടിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം.

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ#

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ അതിന്റെ ആറ്റങ്ങൾ പ്രകാശവുമായി എങ്ങനെ ഇടപെടുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ നിറം അത് ആഗിരണം ചെയ്യുകയും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളാലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ അപവർത്തനാങ്കം (refractive index) എന്നത് പ്രകാശം അതിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ എത്രമാത്രം വളയുന്നു എന്നതിന്റെ അളവാണ്.

ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ഒരു കണ്ണാടിയായോ ലെൻസായോ അതിന്റെ ഉപയോഗം പോലുള്ള പല പ്രയോഗങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന അപവർത്തനാങ്കമുള്ള ഒരു വസ്തു ലെൻസുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അതേസമയം കുറഞ്ഞ അപവർത്തനാങ്കമുള്ള ഒരു വസ്തു കണ്ണാടികൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം.

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം#

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്നത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ പഠനമാണ്. ഇത് സാന്ദ്രീകൃത പദാർത്ഥ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഒരു ശാഖയാണ്, ഇത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന, അവയുടെ താപ, വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ, അവയുടെ യാന്ത്രിക, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു.

ആദ്യകാല ചരിത്രം#

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ചരിത്രം 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിലേക്ക് തിരിച്ചുപോകാം, ശാസ്ത്രജ്ഞർ ലോഹങ്ങളുടെ വൈദ്യുത, താപ ഗുണങ്ങൾ പഠിക്കാൻ തുടങ്ങിയ സമയം. 1820-ൽ, തോമസ് ജോഹാൻ സീബെക്ക് രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. സീബെക്ക് പ്രഭാവം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രതിഭാസം തെർമോകപ്പിളിന്റെ അടിസ്ഥാനമാണ്.

1834-ൽ, ജീൻ പെൽറ്റിയർ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു താപനില വ്യത്യാസം ഉണ്ടാക്കാൻ കാരണമാകുമെന്ന് കണ്ടെത്തി. പെൽറ്റിയർ പ്രഭാവം എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രതിഭാസം സീബെക്ക് പ്രഭാവത്തിന്റെ വിപരീതമാണ്.

1845-ൽ, ഗുസ്താവ് കിർച്ചോഫ് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളിലെ താപ ചാലകതയുടെ ഒരു സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. താപം ഫോണോണുകൾ (phonons) ആണ് കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നത് എന്ന അനുമാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് കിർച്ചോഫിന്റെ സിദ്ധാന്തം. ഫോണോണുകൾ എന്നത് ലാറ്റിസ് കമ്പനങ്ങളുടെ (lattice vibrations) ക്വാണ്ടയാണ്.

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ട്#

ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ട് ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ വേഗത്തിലുള്ള വികസനം കണ്ടു. 1912-ൽ, മാക്സ് വോൺ ലോയ് എക്സ്-റേകൾ പരലുകളാൽ വിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടാമെന്ന് കണ്ടെത്തി. ഈ കണ്ടുപിടിത്തം ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ പരൽ ഘടന നിർണ്ണയിക്കാൻ സാധ്യമാക്കി.

1928-ൽ, ആർനോൾഡ് സോമ്മർഫെൽഡ് ലോഹങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയുടെ ഒരു സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ലോഹങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്ന അനുമാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് സോമ്മർഫെൽഡിന്റെ സിദ്ധാന്തം.

1931-ൽ, ഫെലിക്സ് ബ്ലോഖ് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയുടെ ഒരു സിദ്ധാന്തം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഖരപദാർത്ഥങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളല്ല, പകരം ഖരപദാർത്ഥത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന അനുമാനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ബ്ലോഖിന്റെ സിദ്ധാന്തം.

1947-ൽ, ജോൺ ബാർഡീൻ, വാൾട്ടർ ബ്രാറ്റൈൻ, വില്യം ഷോക്ക്ലി എന്നിവർ ട്രാൻസിസ്റ്റർ കണ്ടുപിടിച്ചു. ട്രാൻസിസ്റ്റർ എന്നത് ഇലക്ട്രോണിക് സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കാനോ സ്വിച്ച് ചെയ്യാനോ കഴിയുന്ന ഒരു അർദ്ധചാലക ഉപകരണമാണ്. ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം ഇലക്ട്രോണിക്സ് വ്യവസായത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചു, കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ വികസനം സാധ്യമാക്കി.

ആധുനിക ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം#

ആധുനിക ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു വിശാലവും സങ്കീർണ്ണവുമായ പഠന മേഖലയാണ്. ഇതിൽ ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന, അവയുടെ താപ, വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ, അവയുടെ യാന്ത്രിക, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, അവയുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിശാലമായ വിഷയങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.

നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയ്ക്ക് ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം നിരവധി പ്രധാന സംഭാവനകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ലേസറുകൾ, സോളാർ സെല്ലുകൾ എന്നിവയുടെ വികസനത്തിൽ ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്.

പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു നിർണായക പഠന മേഖലയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, എയ്റോസ്പേസ്, ഊർജ്ജം, വൈദ്യുതി എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് പുതിയ പദാർത്ഥങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാൻ ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം ഒരു ആകർഷകവും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതുമായ പഠന മേഖലയാണ്. നിരന്തരം വികസിക്കുകയും പുതിയ കണ്ടുപിടിത്തങ്ങൾ നടത്തുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു മേഖലയാണിത്. നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ലോകത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണയ്ക്ക് ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം നിരവധി പ്രധാന സംഭാവനകൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്, പുതിയ സാങ്കേതിക വിദ്യകളുടെ വികസനത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നത് തുടരും.

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ#

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്നത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ പഠനമാണ്, അവയുടെ ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റിക്കൽ, കാന്തിക, താപ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇത് ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ ഒരു അടിസ്ഥാന മേഖലയാണ്, അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, അതിചാലകങ്ങൾ (superconductors), ലേസറുകൾ തുടങ്ങിയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പല മേഖലകളിലും പ്രയോഗങ്ങൾ ഉണ്ട്.

ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങൾ#

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങൾ പദാർത്ഥത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും ക്രമീകരണത്താലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ലോഹങ്ങളിൽ, ആറ്റങ്ങൾ ഒരു സാധാരണ ലാറ്റിസ് ഘടനയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകൾ പദാർത്ഥത്തിലുടനീളം സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങാൻ കഴിയും. ഇത് ലോഹങ്ങൾക്ക് വൈദ്യുതി കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഇൻസുലേറ്ററുകളിൽ, ആറ്റങ്ങൾ കൂടുതൽ ക്രമരഹിതമായ ഒരു ഘടനയിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകൾ ആറ്റങ്ങളുമായി ശക്തമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് ഇൻസുലേറ്ററുകൾക്ക് വൈദ്യുതി കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നത് തടയുന്നു. അർദ്ധചാലകങ്ങൾ എന്നത് ലോഹങ്ങളുടെയും ഇൻസുലേറ്ററുകളുടെയും ഗുണങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഗുണങ്ങൾ ഉള്ള പദാർത്ഥങ്ങളാണ്.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ#

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പ്രകാശം പദാർത്ഥവുമായി എങ്ങനെ ഇടപെടുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രകാശം ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിൽ പതിക്കുമ്പോൾ, അത് ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടാം, പ്രതിഫലിപ്പിക്കപ്പെടാം അല്ലെങ്കിൽ കടന്നുപോകാം. ഒരു ഖരപദാർത്ഥത്തിന്റെ നിറം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്താലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ചുവന്ന ഖരപദാർത്ഥം ചുവന്ന പ്രകാശം പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും മറ്റെല്ലാ നിറങ്ങളുടെയും പ്രകാശം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ#

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ ജോഡിയാക്കാത്ത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ (unpaired electrons) സാന്നിധ്യത്താലാണ് നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നത്. ജോഡിയാക്കാത്ത ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി ജോഡിയാക്കാത്ത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. ഫെറോകാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് (ferromagnetic materials) ശക്തമായ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രമുണ്ട്, അതേസമയം പാരാകാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് (paramagnetic materials) ദുർബലമായ ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രമുണ്ട്. ഡയാകാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് (diamagnetic materials) ജോഡിയാക്കാത്ത ഇലക്ട്രോണുകളൊന്നുമില്ല, അവ കാന്തികമല്ല.

താപ ഗുണങ്ങൾ#

ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ താപ ഗുണങ്ങൾ താപം പദാർത്ഥത്തിലൂടെ എങ്ങനെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഖരപദാർത്ഥങ്ങളിലൂടെ താപം ചാലനം (conduction), സംവഹനം (convection), വികിരണം (radiation) എന്നിവയിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടാം. ചാലനം എന്നത് രണ്ട് വസ്തുക്കൾക്കിടയിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള സമ്പർക്കത്തിലൂടെ താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതാണ്. സംവഹനം എന്നത് ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെ ചലനത്തിലൂടെ താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതാണ്. വികിരണം എന്നത് വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളിലൂടെ താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നതാണ്.

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രയോഗം#

ഖരാവസ്ഥാ ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്നത് ഖരപദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭൗതിക ഗുണങ്ങളുടെ പഠനമാണ്, അവയുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന, താപ ഗുണങ്ങൾ, യാന്ത്രിക ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇതിന് വിവിധ മേഖലകളിൽ വിശാലമായ പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്, അതിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ഇലക്ട്രോണിക്സ്#

• അർദ്ധചാലകങ്ങൾ: ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ, സോളാർ സെല്ലുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഇ